Цель расчетно-графической работы - систематизация и закрепление знаний по строительным и дорожным машинам, овладение методикой и навыками самостоятельного расчета производительности машин для дорожно-строительных работ.

Задачей подбора комплекта машин для производства дорожно-строительных работ с максимальной загрузкой машин на всех этапах выполнения работ, с их минимальным простоем.

Задание: подобрать машины в комплект «экскаватор – автосамосвал – бульдозер», определить эксплуатационную производительность комплекта; рассчитать необходимое количество ведущих и вспомогательных машин, определить технико-эксплуатационные показатели комплекта машин, оценить эффективность, привести схемы устройства и работы одной из машин, схема разворота автосамосвала. Исходные данные принимать по вариантам (табл.1), заданным преподавателем.

Комплект «экскаватор– автосамосвал – бульдозер» формируется по схеме с ведущей машиной (экскаватор, рис.1, 2) и последовательно работающими вспомогательными машинами (автосамосвал и бульдозер, рис. 3, 4).

Рис. 1. Схема одноковшового гидравлического экскаватора с рабочим оборудованием обратная лопата: 1, 5, 7 – гидравлические цилиндры поворота стрелы, рукояти и ковша; 2 – корневая секция стрелы; 3 – соединительная тяга; 4 –удлиняющая секция стрелы; 6 – рукоять; 8 – коромысло; 9 – тяга поворота ковша; 10 – ковш.

Номер варианта подбирается следующим образом: по последнему номеру зачетной книжки тип разрабатываемого грунта;

1 – Супесь; 2 - Суглинок с включениями щебня; 3 – Гравий; 4 - Сухой грунт; 5 - Тяжелый суглинок; 6 – Глина;

по номеру в списке групп подбирается номер строки в таблице.

№ вари-анта	Месячный объем земляных работ, тыс. м3	Дальность пути транспортирования самосвалом l т, км	Длина планируемого участка, lп, м	Толщина отсыпаемого слоя грунта, h с, м
1	17	0,7	20	1,7
2	24	1,1	50	0,7
3	21	1,2	10	1,1
4		1,3	15	1,9
5	33	1,4	18	2,7
6	34	2	20	1,5
7	30	1	25	1,6
8	40	0,7	28	1,4
9	47	0,8	29	2,3
10	50	0,6		2,2
11	28	1	40	1,4
12	29	2	43	1,8
13	30	1,3	45	2,8
14		1,2	55	3,2
15	20	1,5	65	4,5
16	40	1,1	42	3
17	45	0,9	46	3,2
18	40	0,7	47	4,1
19	30	0,65	50	2,7
20	31	0,8	37	3,1
21	24	0,3	38	2
22	25	1,5	39	2,5
23	27	1,7	25	1,5
24	29	1,8	30	2,6
25	27	1,9	40	2,8

2. МЕТОДИКА РАСЧЕТА

1. Машины в комплекте подбираются по условию:

(1)

где J - интенсивность потока в смену, м³/см.; П_эк - сменная эксплуатационная производительность комплекта машин, м³/см.; П_эв - сменная эксплуатационная производительность ве­дущей машины (одноковшового экскаватора), м³/см.; П_эвс1 - сменная эксплуатационная производительность первой группы вспомогательных машин (автосамосвалов), м³/см.; П_эвс2 - сменная эксплуатационная производительность второй группы вспомога­тельных машин (бульдозеров), м³/см.

Интенсивность потока в смену, м³/см.:

, (2)

где V_мес - месячный объем земляных работ, м³ (табл. 1); Т_р.см - количество смен работы в месяц. Для односменной работы можно принять Т_р.см = 22.

Марка, модель и параметры одноковшового экскаватора определяются по объему основного ковша м³ (табл. 6), с учетом рекомендаций указанных в табл.3.

2. Эксплуатационная сменная производительность од­ноковшового экскаватора, м3/см.:

(2)

где Т_ц - продолжительность рабочего цикла экскаватора, с (табл. 6);

q - объем ковша одноковшового экскаватора, м³; k_н - коэф­фициент наполнения ковша экскаватора (табл. 2); k_р - коэффициент разрыхления грунта, k_р, (табл. 2); k_в - коэффициент ис­пользования машины по времени, для одноковшового экскава­тора можно принять к_в = 0,8...0,9; t_cм - продолжительность рабочей смены, ч (t_cм = 8 ч).

Таблица 2. Коэффициент наполнения ковша и плотность различных грунтов.

Грунт	Кат. грунта	Плотность, т/м3	Коэф-нт наполнения kн	Коэф-нт разрыхления, kр
Супесь	I	1,65	0,80	1,2
Суглинок с включениями щебня	II	1,75	0,80	1,2
Гравий	I	1,75	0,85	1,15
Сухой грунт	III	1,30	0,90	1,10
Тяжелый суг­линок	III	1,90	0,75	1,3

Таблица 3 Рекомендуемый объем ковша одноковшового экскаватора.

Месячный объем работ, тыс. м	до 20	20...60	60...100	более 100
Емкость ковша экскаватора, м	0,5...0,65	1,0.1,25	1,25.2,0	2,0.4,0

Количество ведущих машин (экскаваторов) определяется:

(4)

Полученное значение округляется до ближайшего большего целого числа.

2.3 Рациональное использование ведущей машины в значи­тельной мере зависит от организации ее совместной работы с ав­тосамосвалами. Для эффективной работы комплекта машин к ра­ботающему экскаватору транспорт необходимо подавать без пере­рывов.

Рациональную грузоподъемность автосамосвалов можно определить по рекомендациям, указанным в табл. 4.

Марка и модель автосамосвала принимается по табл. 5.

Таблица 4 Рациональная грузоподъемность автосамосвала

Дальность транс­портирования, км	Емкость ковша экскаватора, м3
	0,5	1,0	1,6	2,5	4,6
0,5	4,5	7,0	10	12	18
1,0	7,0	10	10	12	27
2,0	7,0	10	18	18	27

Таблица 5 Характеристики некоторых автосамосвалов

Показатель	КАМАЗ- 6540	ЗИЛ-ММЗ- 45085	КАМАЗ- 55111	КрАЗ- 65055	МАЗ- 551605	УРАЛ- 55571	Урал-65514-10
Грузоподъем­ность, т	18,5	5,5	13	16,0	20,0	10,0	20
Колесная форму­ла	8 х 4	4х2	6 х 4	6х4	6 х 4	6 х 6	6х4
Номинальная мощность, кВт	180	130	165	220	243	176	400
Максимальная скорость, км/ч	85	80	90	90	92	72	85
Масса в снаря­женном состоя-нии (без груза), т	12400	4575	9250	12300	12800	10550	13 200
Часовой расход топлива, л/ч	42	25	33	38	41	32	54
Цена автосамо­свала, тыс. руб.	1870	750	1670	1650	1980	1360	2200

Число разгрузок грунта в кузов автосамосвала составляет:

где n_р - число разгрузок грунта в кузов автосамосвала, округляется до целого меньшего числа; Q - грузоподъемность автосамосвала, т, (табл. 5); к_г - коэффициент использования автосамосвала по грузоподъемности, (к_г = 0,9); γ - плотность грунта, т/м³ , (табл. 2).

Потребное число автосамосвалов, приходящихся на один экскаватор:

(4)

где t_Ц.Т.- время одного цикла транспортной единицы без учета времени простоя под погрузкой, ч; к_вт - коэффициент использования транспорта средства по времени, (к_вт = 0,85 ... 0,9).

Потребное число автосамосвалов округляется до ближайшего большего целого числа.

Продолжительность цикла транспортной единицы, ч:

(5)

где l_T - дальность пути транспортирования самосвалом, км; _т - средняя скорость передвижения груженного транспортного средства, км/ч, принимается 15 - 25 км/ч; _x._x - средняя скорость передвижения порожнего транспортного средства, км/ч, принимается 25 - 35 км/ч; t_р - время разгрузки транспортного средства, ч, (в расчетах можно принять из диапазона t_р = 0,01 ... 0,02 ч); t_м - время, затрачиваемое на маневрирование и повороты транс­портного средства, ч, (t_пов = 0,03 ... 0,09 ч).

Показатели	ЕК-220	ЕК-270	ЕТ-25	ЭО-5126	ЕК-400	ЕК-12	ЕК-14	ЕК-18
Объем основно­го ковша, м3	1,0	1,2	1,25	1,5	1,9	0,65	0,8	1,0
Мощность дви­гателя, кВт	127	132	110	132	220	60	77	77
Продолжи­тельность цикла, с	12	12	22	20	15	15	16	18,5
Ходовое обору­дование	гусеничное					пневмоколесное
Часовой расход топлива, л	32	33	29	34	54	16	21	22
Масса, т	23	28	26,5	32	42	12,8	13,4	18
Цена, тыс. руб.	3700	4500	2800	2900	6700	2200	2500	2600

Таблица 6. Характеристики некоторых одноковшовых экскаваторов

Таблица 7. Характеристики некоторых бульдозеров

Показатели	Б-10.М	ДЭТ-250М2Б1	ДЭТ-320Б1	Т-20.01
Ширина отвала, мм	3310	4200	4250	3940
Мощность двигателя, кВт	132	237	243	210
Скорости движения вперед, км/ч	3,15; 5,58; 8,71	4,22 - 15,2	3,6- 15,7	3,6; 6,5; 10,4
Ходовое оборудование	гусеничное
Часовой расход топлива, л	34	48	50	43
Масса, т	18,8	37,5	41,7	36
Цена, тыс. руб.	3600	7200	8700	5300

а) б)

Рис. 2. Универсальные строительные экскаваторы производства Тверского экскаваторного завода: а - ЕТ-25; б - ЕК-12

Рис. 3. Автосамосвал КАМАЗ-6540 грузоподъемностью 20 т производства ОАО «КАМАЗ»

Рис. 4. Бульдозер Б-10М2 производства Челябинского тракторного завода

Общее количество автосамосвалов, участвующих в техно­логическом процессе, определяется:

(6)